關(guān)春林，周懷平，解文艷，楊振興，聶督

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山西太原030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西太原030031）

苦蕎麥生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律與水分供需特征

關(guān)春林1，周懷平2，解文艷2，楊振興2，聶督2

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山西太原030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所，山西太原030031）

通過(guò)苦蕎麥的施肥試驗(yàn)，研究苦蕎麥生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程及其水分供需特點(diǎn)。結(jié)果表明，施肥對(duì)于苦蕎麥的生長(zhǎng)發(fā)育以及產(chǎn)量的形成有著顯著的影響，能夠明顯提高其籽粒產(chǎn)量和水分利用效率；降水基本滿足苦蕎麥生育期的水分需求，在全生育期主要消耗0～80 cm土壤水分。

苦蕎麥；土壤水分；肥料；產(chǎn)量

苦蕎麥為蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum Mill）植物，起源于我國(guó)的西南地區(qū)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的栽培與馴化，形成了豐富的地方品種?？嗍w麥具有生育期較短與早熟和耐冷涼的特性。并且苦蕎麥富含包括蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸、膳食纖維、礦物質(zhì)、微量元素、各種氨基酸等多種營(yíng)養(yǎng)成分以及黃酮、D-手性肌醇、硒等多種對(duì)人體有益的功能因子與化學(xué)成分。因此，苦蕎麥成為我國(guó)西北、華北和西南高原、山區(qū)保障糧食安全和增加農(nóng)民收入的重要作物。

近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)苦蕎麥種質(zhì)資源[1-3]、營(yíng)養(yǎng)成分[4-8]、加工方式[9-10]以及栽培方法[11-15]已進(jìn)行了較多的研究。但結(jié)合苦蕎麥生長(zhǎng)發(fā)育特征進(jìn)行的水分需求以及農(nóng)田條件下的水分供應(yīng)方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

本研究利用苦蕎麥肥料試驗(yàn)，探究苦蕎麥生長(zhǎng)發(fā)育特征以及相應(yīng)的水分需求和供應(yīng)關(guān)系，旨在為苦蕎麥高產(chǎn)高效種植技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年在山西省壽陽(yáng)縣宗艾鎮(zhèn)寨東村進(jìn)行。供試品種為黑豐1號(hào)苦蕎麥，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)不同施肥處理，于播前撒施，分別為：處理1.不施肥（CK）；處理2.施肥量75 kg/hm2N，60 kg/hm2P2O5；處理3.施肥量150 kg/hm2N，60 kg/hm2P2O5。小區(qū)面積為30 m2，設(shè)3個(gè)重復(fù)。前茬作物均為玉米，地力均勻。播后20 d左右，幼苗高10 cm時(shí)定苗，留苗75萬(wàn)株/hm2，其他按照常規(guī)田間管理進(jìn)行。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

播前取0～200 cm土壤，測(cè)定水分含量，生育期取地上部整株植物生物樣及0～200 cm土壤，測(cè)定水分含量。土壤水分采用稱重法測(cè)定。植株樣品于播后35，55，70，85，100 d采集，除播后35 d采集20株植株樣品外，每次再采集10株，105℃殺青1 h，然后以60℃烘干至恒質(zhì)量，測(cè)定干物質(zhì)積累量。于收獲期測(cè)定小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量，并對(duì)產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007與SPSS18.0進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)苦蕎麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響

由于苦蕎麥的根系干物質(zhì)質(zhì)量較小，僅對(duì)其播后至收獲約100 d內(nèi)地上部干物質(zhì)積累進(jìn)行測(cè)定。由圖1可知，不施肥處理與施肥處理苦蕎麥的地上部干物質(zhì)積累整體趨勢(shì)相似，在播后35 d內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育較為緩慢，而35～85 d為主要生長(zhǎng)期，干物質(zhì)積累量占到全生育期的65.32%～90.70%。

養(yǎng)分投入對(duì)于苦蕎麥不同生長(zhǎng)階段的干物質(zhì)積累速度，以及全生育期的干物質(zhì)積累量有著較為明顯的影響。施肥處理的快速生長(zhǎng)期為35～55 d與85～100 d，基本涵蓋了苦蕎麥分支期至現(xiàn)蕾期、籽實(shí)期，日均生長(zhǎng)速度分別為0.60～0.64，0.34～0.49 g/株，干物質(zhì)積累量分別占到全生育期的45.65%～52.74%與22.49%～26.05%。不施肥處理的快速生長(zhǎng)期為35～55 d和70～85 d，日均生長(zhǎng)速度分別為0.26，0.40 g/株，干物質(zhì)積累量則分別占到全生育期的37.49%和43.13%。施肥處理的緩慢生長(zhǎng)期除播后0～35 d，還包括播后55～85 d，基本涵蓋了苦蕎麥苗期與花期，日均生長(zhǎng)速度分別為0.07，0.10～0.18 g/株，干物質(zhì)積累量?jī)H占到全生育期的8.63%～10.98%與13.79%～19.67%。不施肥處理的播后0～35 d與播后85～100 d為其緩慢生長(zhǎng)期，日均生長(zhǎng)速度分別為0.04，0.002 g/株，干物質(zhì)積累量?jī)H為全生育期的9.12%和0.17%。

由表1可知，養(yǎng)分投入對(duì)于苦蕎麥生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量也有顯著影響。施肥處理較不施肥處理的生物產(chǎn)量（地上部分）提升了18.59%～66.78%；籽粒產(chǎn)量則提升了27.51%～54.22%，不同處理間的籽粒產(chǎn)量均達(dá)到顯著差異水平。

表1 苦蕎麥籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量kg/hm2

2.2 苦蕎麥生育期農(nóng)田土壤水分變化

表2 土壤貯水量情況mm

從表2可以看出，在0～100 cm土層深度，土壤貯水量較播前的變化量為-3.52～2.14 mm，而0～200 cm土層貯水量的變化量為3.02～15.46 mm。雖然普遍認(rèn)為，蕎麥根系發(fā)育較不發(fā)達(dá)，但顯然0～100 cm土壤貯水量的變化不足以表征苦蕎麥生育期內(nèi)的農(nóng)田水分變化特征，仍需以0～200 cm土層為宜。

在苦蕎麥生育期內(nèi)，土壤貯水量變化較大，為明確不同土壤深度的水分消長(zhǎng)情況，收獲后相對(duì)播前不同深度的土壤貯水量增量情況如圖2所示。在0～200 cm土壤深度內(nèi)，土壤貯水量的減少主要集中在20～80，180～200 cm土層，其余深度的土壤貯水量都有所增加。而20～80 cm土層貯水量占0～200 cm土層貯水量減少總量的72.38%～85.12%?？紤]到苦蕎麥?zhǔn)斋@期的降水較多，耕層土壤的水分得以補(bǔ)充，因此，從整體看，苦蕎麥全生育期內(nèi)的水分消耗主要集中在0～80 cm土層。

根據(jù)0～200 cm土層貯水量的總體變化情況，在苦蕎麥的生育期內(nèi)，自然降水可以滿足其生長(zhǎng)發(fā)育需要，并略有盈余。

2.3 苦蕎麥的水分利用效率

根據(jù)農(nóng)田水分平衡方程式[16]，計(jì)算作物耗水量：ETa＝（W2－W1）＋P＋U－I－R。ETa為作物耗水量；W1與W2分別為播前和收獲期0～200 cm深度土壤含水量；P為階段有效降雨量（選取全生育期有效降水量，以單次降雨量＞2.5 mm為有效降水）；U為地下水上升補(bǔ)給量；I為降雨入滲到深層土壤的量；R為徑流量。

本試驗(yàn)地處于半濕潤(rùn)偏干旱地區(qū)，降水入滲一般不超過(guò)200 cm，地下水埋深一般在10 m以下，幾乎不存在地下水對(duì)于作物的補(bǔ)給，且試驗(yàn)地點(diǎn)地勢(shì)平坦，因此，U，I和R值取0，公式可簡(jiǎn)化為：ETa＝（W2－W1）＋P。水分利用效率（WUE）＝籽粒產(chǎn)量/耗水量。

在苦蕎麥生育期內(nèi)，不施肥處理的水分利用效率為4.16 kg/（hm2·mm），施肥處理（處理2，3）的水分利用效率分別為5.11，6.20 kg/（hm2·mm），較對(duì)照分別提高了22.68%和48.87%。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，肥料對(duì)于苦蕎麥生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量有著顯著的促進(jìn)作用，不施肥處理在播后85～100 d內(nèi)的干物質(zhì)積累量極少，而施肥處理此時(shí)進(jìn)入第2個(gè)快速增長(zhǎng)階段，在產(chǎn)量、地上部生物量上形成顯著的差異。這與蕎麥在生長(zhǎng)后期各器官間存在養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的推斷[17]一致。同時(shí)，施肥處理的水分利用效率也比不施肥處理有了明顯的提高。

在半干旱地區(qū)，一般認(rèn)為水分會(huì)成為作物生長(zhǎng)的主要限制因素[18-21]，但在試驗(yàn)?zāi)甓葍?nèi)，苦蕎麥生育期內(nèi)的降水能夠滿足其生長(zhǎng)發(fā)育需要，且略有盈余。說(shuō)明在山西省中部地區(qū)，水分應(yīng)不是苦蕎麥種植中的主要限制因素。

一般認(rèn)為，蕎麥的根系發(fā)育不夠發(fā)達(dá)，但本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，苦蕎麥對(duì)于農(nóng)田土壤水分的消耗，主要集中在0～80 cm土層。由于本試驗(yàn)未能在全生育期內(nèi)開(kāi)展針對(duì)不同生長(zhǎng)發(fā)育階段根區(qū)的土壤水分狀況與蕎麥地上部生長(zhǎng)狀況的研究，試驗(yàn)數(shù)據(jù)也僅限于2013年，因此，水分供需關(guān)系的動(dòng)態(tài)變化仍需進(jìn)一步研究。

［1］趙鋼，唐宇，王安虎.中國(guó)蕎麥的育種現(xiàn)狀與展望[J].種子世界，2007（7）：3-4.

［2］南成虎，師穎，曹麗萍.甜蕎育種趨勢(shì)與發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（8）：79-82.

［3］尹春，劉金泉，張雄杰，等.甜蕎種質(zhì)資源生物學(xué)性狀分析[J].作物雜志，2009（9）：48-51.

［4］汪嘉慶，王喆星，黃健，等.苦蕎麥種子的化學(xué)成分[J].沈陽(yáng)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（4）：270-273.

［5］熊雙麗，李安林，任飛，等.苦蕎和甜蕎麥粉及麥殼中總黃酮的提取和自由基清除活性[J].食品科學(xué)，2009（3）：119-122.

［6］高冬麗，高金鋒，黨根友，等.蕎麥籽粒蛋白質(zhì)組分特性研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2008，23（2）：68-71.

［7］陳磊慶，劉鎖云，胡廷會(huì)，等.氮磷配施對(duì)陰山北麓旱作蕎麥賴氨酸和黃酮的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2012，27（S1）：333-338.

［8］尹春，尹東方，張雄杰，等.甜蕎種質(zhì)資源種子化學(xué)成分比較研究[J].種子，2010（1）：4-7.

［9］王準(zhǔn)生.苦蕎糯米保健酒的釀制[J].釀酒科技，2005（2）：65-66.

［10］張莉，李志西.傳統(tǒng)蕎麥制品保健功能特性研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2009（3）：53-57.

［11］郭志利，孫常青.北方旱地蕎麥抗倒栽培技術(shù)研究[J].雜糧作物，2007，27（5）：364-366.

［12］李紅梅，陜方，邊俊生，等.品種與肥料對(duì)苦蕎麥產(chǎn)量及水肥利用的影響研究[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，14（4）：253-255.

［13］張衛(wèi)中，姚滿生，閻建賓.不同肥料配比對(duì)蕎麥生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量影響的對(duì)比研究[J].雜糧作物，2008，28（1）：52-54.

［14］吳燕，衣杰.不同播期對(duì)蕎麥產(chǎn)量因素的影響[J].雜糧作物，2004，24（2）：124-125.

［15］尤海磊，胡希遠(yuǎn)，高金鋒，等.不同蕎麥品種生長(zhǎng)模型和生長(zhǎng)特性的比較研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2010，28（2）：53-58.

［16］薛軍紅，趙聚寶.山西壽陽(yáng)春谷子農(nóng)田水分動(dòng)態(tài)及水分平衡的研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1995，13（4）：26-32.

［17］楊武德，郝曉玲，楊玉.蕎麥光合產(chǎn)物分配規(guī)律及其與結(jié)實(shí)率關(guān)系的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，35（8）：934-938.

［18］劉巽浩.對(duì)我國(guó)西北半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)若干規(guī)律性問(wèn)題的探討[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2000，18（1）：1-8.

［19］樊廷錄，周廣業(yè)，王勇，等.甘肅省黃土高原旱地冬小麥-玉米輪作制長(zhǎng)期定位施肥的增產(chǎn)效果[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2004，10（2）：127-131.

［20］張北贏，徐學(xué)選，劉文兆，等.黃土丘陵溝壑區(qū)不同降水年型下土壤水分動(dòng)態(tài)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，19（6）：1234-1240.

［21］王慧茹，王光達(dá)，昌小平，等.不同水分環(huán)境條件下小麥IL群體產(chǎn)量相關(guān)性狀遺傳和關(guān)聯(lián)性分析[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2013，28（4）：53-61.

Growth Regularity and Characteristics of Water Supply and Demand of Tartary Buckwheat

GUANChun-lin1，ZHOUHuai-ping2，XIE Wen-yan2，YANGZhen-xing2，NIE Du2
（1.Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；2.Institute ofAgricultural Environment&Resources，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

The experiment ofthe different fertilizer oftartarybuckwheat studies the growth process and characteristics ofsupplyand demand of water of tartary buckwheat.The results showthat the fertilization has a significant effect in the growth development and yield formation of the tartary buckwheat.The yield and water use efficiency of tartary buckwheat can be improved.The natural precipitation basically meets the water demand of buckwheat growth period.Soil moisture in depth 0-80 cm is the main consumption in the whole growth period oftartarybuckwheat.

tartarybuckwheat;soil water;fertilizer;yield

S517

A

1002-2481（2016）04-0491-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.17

2015-12-04

國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201203030）；山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目（20130311009-3）；山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技攻關(guān)項(xiàng)目（2012ygg09）

關(guān)春林（1978-），男，山西太原人，助理研究員，碩士，主要從事旱作農(nóng)業(yè)研究工作。周懷平為通信作者。